铝电解电容应用案例分析

铝电解电容应用案例分析朱健雄--《河源华拓电子股份有限公司》世纪电源网-深圳电源技术研讨会2009.12.26序页一、关于铝电解电容•1.铝电解电容器的用途•2.铝电解电容失效机理•3.铝电解电容使用注意事项•4.本公司铝电解电容的大类分类•5.铝电解电容器订购指南•6.铝电解电容器的技术动向•7.铝电解电容的构造与开发重点•8.铝电解电容器制作流程序页二、应用案例分析•1.节能灯电容应用案例分析•2.充电器电容应用案例分析•3.计算机电源+5vsb线路案例分析•4.半波电压线路变频用铝电解电容案例分析•5.闪光灯倍压回路电容案例分析•6.电梯门禁用电容案例分析•7.纺织机械横机织机用大电容案例分析•8.电动自行车控制板用电容案例分析•9.极寒冷地区对讲机用电容案例分析•10.逆变焊机用电容案例分析•11.电容储能是电焊机电容案例分析•12.警车频闪灯用电容案例分析•13.夏普空调变频器用电容案例分析•14.LED电源用电容案例分析•15.电表用电容案例分析•16.液晶电视电源用电容案例分析•17.大型UPS电源用电容案例分析•18.高压变频器用电容案例分析•19.电动车用高压电容案例分析•20.未来汽车变频器用电容案例分析序三、建议•1.日本电容的优势及我们的对策•2.电解电容失效不一定是电容本身的问题•3.正确地交流•4.电容器内部温度测试方法一、•1.铝电解电容器用途A：储能作用：误区储能铝电解规格与储能作用的误区B：滤波作用：高频滤波，低频滤波及耐纹波电流的区别C：耦合作用：音响调频、分频器、麦克混响等行业D：移相作用：包括S校正、马达启动等•2.铝电解电容失效机理•3.铝电解电容使用注意事项1.谨慎的正确使用铝电解电容器l.在使用电容器之前,请注意以下事项.在下列类型的电力性能所示应用于铝电解电容器时,可能发生电容器性质的迅速恶化：*反向电压*电压超过额定电压*超过额定纹波电流*快速充电/放电在这种情况下,会因电容器内部的压力而产生热量,导致有气体散发出来,电容器封口处也会泄漏电解液。在昀坏的情况下,可能发生燃烧,并随着电容器的爆而失效.A.谨慎设计电路B.谨慎装配电容器2.谨慎的正确使用铝电解电容器ll.a.电解电容器的极性标志b.安装电容器的减压装置c.电压恢复d.纹波电流e.印刷线路板的清洗f.相机闪光灯铝电解电容器g.电解质和分离纸是易燃的h.熏蒸,消毒和卤化阻燃剂3.特别注意清洗剂,固定剂的不合理造成电容失效,带卤化物及其它带腐蚀性的清洗剂,固定剂会造成电容失效。4.其它注意事项参阅本公司目录.•4.本公司铝电解电容大类分类4-1.普通用途铝电解电容系列4-2.无极性铝电解电容系列4-3.V-chip电容系列4-4.闪光灯专用电容系列4-5.引线式低压低内阻,低阻抗,耐高纹波,长寿命电解电容系列4-6.引线式低漏电品系列4-7.引线式轴向电容及音响专用电解电容器系列4-8.充电器，LED,节能灯电子整流器用电解电容器系列4-9.电源用大容量引线式中高压电解电容器系列4-10.钮角焊片式铝电解电容器系列4-11.固态OS-CON铝电解电容系列4-12.焊机,UPS，EPS，变频器等使用螺丝铝电解电容系列4-13.汽车音响,汽车电池保护,太阳能,风力发电等用法拉电容系列4-14.音响,变频器等用薄膜电容系列4-15.大型交流电解电容器系列4-16.超级电容,双电层电容,法拉电容•5.铝电解电容器订购指南•6.铝电解电容器的技术动向•7.铝电解电容的构造与开发重点•8.铝电解电容器制作流程二、•1.节能灯电容应用案例分析A：客户要求：①.节能灯管与线路板成平行放置（传统为垂直放置）造成线路板内温度长期110°c②.功率：23瓦，对谐波要求高③.选用电容C或=4.7uf，尺寸10*17因此，客户找日本厂商及国内昀大的节能灯电容品牌厂，均无法提供此规格。此规格应选用130‘c，耐大纹波电容，本公司通过专利方法解决此问题。2.充电器电容应用案例分析A:充电器一般采用半波倍压线路功率2瓦采用400v2.2uf尺寸:8*11功率4-5瓦采用400v4.7uf尺寸：8*11可采用400v1uf尺寸：6.3*11大纹波的取代400v2.2UF400v2.2uf尺寸：8*11大纹波的取代400v4.7uf优势：1.降低成本2.减少谐波分量提高效率3.更容易过EMC•特别针对π型线路减小C1更容易过EMC，提高L，可提高功率因素及效率•如何两者兼顾，C1的选型昀为重要•图示•3.计算机电源+5vsb线路案例分析国内有不少电源厂因电容失效造成退货如图示原方案C1\C2均采用普通LOWESR电容，规格10v1000uf，C1失效改善方法：A:改善输入端的纹波，此方案成本较高，且对变压器要求较高，举例：航嘉电源B:采用10v1500uf普通电容取代C1C:采用10v1000uf低阻抗取代C1D:采用16v1000uf标准品取代C1，容量正差•4.半波倍压电路变频器用铝电解电容案例分析客户要求：A:220v进380v出功率1.5千瓦B:采用半波倍压线路C:尺寸限定，允许尺寸：22*464pcsD:容量400v270uf4pcs解决方案：A:采用特殊方法解决电容耐纹波问题是关键B:容量尽可能加大，以极限尺寸生产•5.闪光灯半波倍压回路电容案例分析A:客户一般采用400v47uf至400v470uf为主此电容电半波倍压充电，约一分钟两次充放电330v800uf等闪光灯电容充电，以保证闪光指数B:国产普通105℃电容无法使用，客户使用进口日本产品C:本公司采用系列FHX特殊规格，进客户使用，发热及寿命更超过日本产品•6.电梯门用电容案例分析A:电梯开门时，电动机启动用途B:原国家标准CD60测试需要启动次数5000次为合格C:国家标准相当落后，如何满足客户要求D:本公司通过设计，采用AC1系列，启动寿命测试打5万次以上，实际使用达20万次•7.纺织机械横机织机用大电容案例分析A:客户用途：取代UPS在设备停电时，由电容供电几秒钟保持电脑数据，原用400v4700uf供电4秒，现客户要求6秒B:相关电容要求：①长时间电容通电②选用400v6800uf，加强电容的能量③选用电容漏电较小④考虑粘度较高的电解液C:电容的能量W=1/2CV²（单位）焦耳锂电池的能量W=V*I*T(单位)焦耳•8.电动自行车控制板用电容案例分析A:目前国内电动自行车控制板上63v1000uf尺寸：16*25电容都不能过长期爬波实验B:原因：在电动自行车爬波时，63v1000uf电容两端充放电加巨，造成电容两端Vp-p值大C:改善措施：①将原来LOWESR电容的做法改变，减小电解液中的含水量和降低电导度②改变正箔，负箔的孔型态，降低阻抗③不片面追求ESR和耐压值④此规格为105°c低阻抗耐大纹波品•9.极寒冷地区对讲机用电容案例分析A:正确的理解电容器温度使用范围，选用宽温度产品，液态电容一般有-25℃、-40℃、-55℃三种，三种温度代表三种不同体系的电解液B:在南极洲等极寒冷地区，对讲机应采用固态电容以减少电容由于温度变化引起的阻抗变化，容量变化：昀终影响对讲机特性。•10.逆变焊机用电容按例分析电容用途：高频下电容两端不完全充放电频繁电容特点：高频下阻抗值较小误区：片面追求电压值和tgδ，应以1KHZ下的阻抗值和容量值，，铝箔耐压为定型标准常用规格：470UF/400V、470UF/450V其他规格：1000UF/400V、2200UF/400V，可采用多种设计思路•11.电容储能式点焊机电容案例分析效率较低的点焊机一般在两端有电阻和二极管，并在放电后有电感吸收多余的能量，一般以镇江的点焊机为主，提高焊接效果以增加电容的容量为主，本公司系列LLD代表规格330UF/450V、1100UF/450V效率较高的点焊机；一般放电后无电感吸收多余的能量，本公司代表系列LXD代表规格225UF/475V、1000UF/475V线路图如下：•12.警车频闪灯电容案例分析1.警车频闪灯电容每秒钟充放电10次以上2.全世界有红宝石为专业生产厂，本公司的电容也有生产出口巴西等国家，本公司制造方法与红宝石不一样3.具体技术要求，并非红宝石目录中标准120Hztgδ≤6%，而是50Hz测试tgδ≤1.5%4.此电容为闪光灯电容的昀高要求•13.夏普空调变频器用电容案例分析由于要提高功率因素和电源效率，增大L值，使C1两端的电压如下图片因此，定义C1为利率改善电容，目前全世界只有日本nichicon有此规格。本公司技术上有此方案，但无设备生产•14.LED电源用电容案例分析很多工程师担心电解电容的寿命影响LED的寿命，这是不科学的。LED电源上电容两端的纹波电流不象节能灯那样大。因此，电容本身的发热量很小，因此电容的寿命可以很长，早期电视机上的电容寿命也有十几年，如何正确的选型应用是关键，小体积电容器应用在LED电源上寿命超过几万小时是100%可能的，LED电源本身存在参差不齐，急待规范，选用价格合理的电容器是关键，而不是片面追求成本，我公司出2.2UF/400VФ6.3*16等特殊长寿命细长型规格解决客户安装问题。•15.电表用电容案例分析中国的电表由于早期使用一些不合格的国产电容，转而应用日系电容，甚至拒绝国产电容是工作工程师的耻辱，红宝石的电容选用YXA及YXF两款，其中YXA为105℃2000小时品；YXF为105℃5000小时品，两款均为LOWESR产品。第一：此规格选用LOWESR产品有必要吗？第二：目前国内象1000UF16V105℃2000小时品很多工厂都能生产，为何国产价格0.3元/PC，非要进口0.8元/PC，简直搞不懂第三：在座的工程师如有疑义，请提供红宝石的电容和本公司电容至广州五所比较，本公司提供费用，看是否如我所说呢？•16.液晶电视电源用电容案例分析1.阻燃有两个标准：A：UL94标准，电解电容在周围燃燃烧环境下的状态B：电解电容不应该成为起火源一般认为在过电压、反向电压、过电流状况下，电解电容爆炸不起火2.高频特性好，阻抗值低3.以下为本公司电容与江海及日系产品的阻抗比较图4.本公司向TCL提供的完整的技术指标如下:450v82uf13*48耐大纹波电流分别为1.19Ar.m.s./1kHz·105℃和0.85Ar.m.s./120Hz·105℃,耐纹波电流值超过日本Rubycon等公司.容量标准±20%;损耗角1KHZ≦18%漏电流:测试电压450V60S≦1C.阻抗Z:100KHZ:≦0.3Ω.。JHCD110Z系列450V-100F,18*36L华拓AXW系列450V-100μF,18*36L华拓AXW系列450V-100μF,18*36L华拓AXW系列450V-100μF,18*36LJHCD110Z系列450V-100F,18*36LJHCD110Z系列450V-100F,18*36L华拓AXW系列450V-68μF,10*50LChemiconKXJ系列450V-68μF,10*50LChemiconKXJ系列450V-68μF,10*50L华拓AXW系列450V-68μF,10*50LChemiconKXJ系列450V-68μF,10*50L华拓AXW系列450V-68μF,10*50L•17.大型UPS电源用电容案例分析1.客户原使用4700UF/450VФ76*130电容，存在偶尔有过电压、过电流极短状况下，原使用规格有防爆打开及失效2.对策：原因:A:电容较多串、并联，在换电池及其它异常状况下，电压电流存在分配不均匀B:电网电压变化改善措施：采用耐大纹波电容系列和改善电容内部反向电动势以解决分压不均匀的反向电流状况•19.电动车用电压电容案例分析1.电动大巴电池一般电压较高，一般在450V以上2.客户选用600WV工作电压的产品，耐冲击电流也可选用500WV耐大纹波，急充放电之产品3.可靠性高，防震动特性强，阻燃性，符合UL94标准，此规格属于特高电压电容器•20.未来汽车变频器用电容案例分析10年前，学校的教科书上认为